3.4Fisiología de la planta en condiciones de estrés por factores abióticos

Profa. María FerrarottoSemestre II-2009Mayo, 2010

Objetivo:

Diferenciar los mecanismos de absorción y movimiento de agua en la planta, en condiciones de estrés

3.4.1Condiciones ambientales que inducen el déficit hídrico en las plantas

Transmisión de la respuesta en condiciones de estrés en la planta

3.4.2Sensibilidad al déficit hídrico

Curso del potencial hídrico de la hoja y el suelo, y potencial osmótico con y sin osmorregulación.

3.4.2Sensibilidad al déficit hídrico

3.4.3Mecanismos activados en respuesta a condiciones estresantes:

Ajuste osmóticoIncremento de la capacidad de enraizamientoAcuaporinas

3.4.3Mecanismos activados en respuesta a condiciones estresantes:

Ajuste osmóticoIncremento de la capacidad de enraizamientoAcuaporinas

AJUSTE OSMÓTICOAJUSTE OSMÓTICO

Movimiento del agua en una célula túrgida

Movimiento del agua en una célula plasmolizada

Ajuste osmótico en el mesófilo de una hoja de espinaca estresada por sales

Respuestas por sensibilidad al

déficit hídrico

Disminución del Crecimiento del sistema aéreo

Expansión del sistema radical

Ajuste osmótico = Osmorregulación

Cierre de los estomas

Abscisión de órganos

PROTEINAS QUE SE SINTETIZAN EN RESPUESTA A LA DESHIDRATACION CELULAR

PROTEINAS QUE SE SINTETIZAN EN RESPUESTA A LA DESHIDRATACION CELULAR

3.3.4Impacto del déficit hídrico y la salinidad sobre el transportea nivel de membranas: transportadores , bombas y canales

Efecto del estrés salino en las plantas

Primario:Déficit hídricoDesequilibrio iónico. NaCl es la sal predominanteNa+ reduce al K+ y la adquisiciónOriginando deficiencias de K+

SecundariosReducción de la expansión celularReducción de la producción de asimiladosReducción de la función de las membranasDisminución del metabolismo citosólicoProducción de intermediarios reactivos de oxígeno (ROS)s

• Peso fresco total promedio de 21 cultivares de sorgo creciendo en NaCl 200mM por 14 días. 

K+

Plasma

Membrane

polyols proline betaine

trehaloseectoine

Na+

Cl-

Ca2+

Tonoplast

OH-*-scavenging

perox

cp

mt

Na+/H+

K+H+

H+

Na+

H2O

H2O

pH 5.5

pH 7.5

pH 5.5

-120 to -200 mV

+20 to +50 mV

K+(Na+)

H+

H+

PPi

H+

ATP

K+(Na+)

Cl-

Na+Inosito

l

H+

Cl-

H+

Cl-

ATP

Na+

H+

Na+

Ca2+

Ca2+

Ca2+ATP

Ca

2+H

+

Cl-

Ca2+

Ca2+ATP

SOLUTOS QUE CONTRIBUYEN CON LA OSMOREGULACION

RESPUESTAS MOLECULARES AL DEFICIT HIDRICO

SOLUTOS COMPATIBLESSOLUTOS COMPATIBLES

¿Cómo actúan estos compuestos?

¿Cómo actúan estos compuestos?

¿Qué sucede en condiciones de estrés?¿Qué sucede en condiciones de estrés?

Cierre estomático inducido por ABACierre estomático inducido por ABA

Estructuras químicas de algunos osmolitos presentes en algunas células

Perturbación del radio de hidratación de una molécula de proteína por iones y la respectiva protección que pueden prestar solutos compatibles

Modelo de la acción antifungica de la osmotina, una proteína de plantas que se acumula como respuesta a muchos tipos de estrés biótico y abiótico. Las hifas del hongo liberan toxinas (1); lo cual causa la disrrupción de la membrana (2); causando así la fuga de nutrientes que el hongo utiliza (3). La célula pierde el turgor (4), lo cual promueve la acumulación de osmotina (5). La osmotina sale de la célula y entra en contacto con el receptor de la membrana (6) y facilita la formación de poros in la membrana del hongo (7) restituyendo su permeabilidad. Esta pérdida de integridad inhibe el crecimiento de la hifa y puede matar el patógeno.

Respuesta a la sequía dependiente del ABA

Respuesta independiente del ABA a la sequía

3.4.5Fisiología de las plantas en condiciones de aguachinamiento, déficit de oxígeno y altas temperaturas

Caña de azúcar

Estrategias de sobrevivencia de la maleza (A)(B) Hydrilla verticilata.

Bajo condiciones mínimas de CO2 disuelto, altas concentraciones de O2 disuelto, y variable irradiancia solar presenta una forma de intercambio gaseoso característica de una vía fotosintética C3.Bajo condiciones escasas de CO2 que inducen fotorespiración en plantas C3, Hydrilla induce produce malato como una especie C4 y mantiene la fotosíntesis. El O2 producido por fotosíntesis se mueve hacia las raíces por los extensivos espacios intercelulares.

Raíces adventícias y prominentes lenticelas (Hipertrofia) en un tallo de Fraxinus pennsylvanica después de la inundación, la flecha negra indica la profundidad alcanzada durante la inundación

Neumatoforos de Avicennia nitida desarrollados de raíces sumergidas en un estuario

(A) Respuesta en crecimiento de plántulas de arroz sometidas a diferentes profundidades. Las plántulas fueron establecidas antes de la inundación. La subemergencia promueve una rápida elongación internodal y desarrollo de raíces adventicias. (B) Comparación de la elongación internodal en plantas creciendo en condiciones aeróbicas (izquierda) y anaeróbicas (derecha).

A

(A) (B)

Fotomicrografías comparativas de mitocondrias de Oryza sativa tomadas en plántulas germinadas en condiciones aeróbicas y expuestas a condiciones aeróbicas (A) y anaeróbicas (B) en tratamientos de 48 horas.

Los rendimientos comparativos de plantas de Zea mays creciendo en condiciones de inundación expresan una reducción

del 33 % en el rendimiento

Bajo condicionen de inundación se produce la fermentación de productos relacionados con el metabolismo de los carbohidratos. Los más importantes productos de la fermentación glicolítica son el lactato, generado por la reducción del piruvato; y el etanol generado por la descarboxilación del piruvato y reducción de el resultante acetaldehido.

Hipótesis propuesta por DAvies-Robert LDH/PDC pHstat

(A)Epinástia en tomate. (B) La producción de etileno en raíces vía ACC resulta en la formación de aerénquima si hay oxígeno disponible.

En ausencia de oxígeno, la ACC es transportada a los tejidos aéreos, donde se forma el etileno, resultando en la epinástia.

La existencia en si misma como idea es ficción, es inútil preguntarnos por ella…

…….”Lo único real es la vivencia”